装配式钢结构绿色建筑体系初探

前言：本站为你精心整理了装配式钢结构绿色建筑体系初探范文，希望能为你的创作提供参考价值，我们的客服老师可以帮助你提供个性化的参考范文，欢迎咨询。

摘要:目前我国各行业都在大力推进绿色产业和可持续发展，建筑业是关系到人民生活的支柱产业，因此，建筑业未来的发展方向必然要大力推进节约能源。装配式钢结构是指将钢结构构件按照统一的建筑标准和规范制成建筑单元或构件，然后运到施工现场进行组装和定位的建筑体系。实现了建筑制造业的产业化，大大降低了传统现场生产的污染和能源消耗，提高了生产效率，缩短了工程建设周期。我国建筑业已经进入了转型的新时期，传统的建筑模式已经不能适应新的正常经济形势，大力发展钢结构拼装式绿色建筑是一个很好的方向，具有广阔的发展前景。

关键词:装配式;钢结构;绿色建筑;体系研究

1我国装配式钢结构发展现状

我国对装配式钢结构绿色建筑体系的研究起步较晚，曾出现过两次建筑产业化热潮。第一次是在20世纪中叶，当时全国建筑业实行机械化、标准化和工业化，发展了预制件、构件和低层预制装配建筑，并在实现建筑自动化方面取得了第一批成果。耐火材料生产部件、中小型工程机械、预制工业厂房、框架结构等有一定的效果。第二次是20世纪60年代和70年代，我国广泛借鉴国外经验，结合我国国情，进一步完善了标准化设计方法，提高了结构件的生产能力，开发了新的建筑体系和建筑物。加固材料，在一定程度上提高了施工技术、建筑能力和建筑速度。近两年来，国家出台了一系列新政策，特别是钢结构装配式建筑。加快建设项目预制装配技术的发展，提高建设产业化技术的集成化水平，促进预制混凝土、钢结构等适合工业化生产的建筑体系，采取率先采用工业化建设模式进行政府投资和住房保障工程，年增长2%，促进钢结构在建设领域的发展，增加钢结构在公共建筑中的比重和政府投资等。这一系列政策表明，钢结构绿色建筑体系和钢结构装配工业生产将大大发展。

2我国装配式钢结构的特点

2.1薄板钢骨住宅体系

北新集团开发的北新钢板及钢结构住宅系统如图1所示。该结构是一种特殊型式的冷弯薄壁钢结构，由1.0～1.3mm厚的热镀锌钢轧制成U型和C型轻钢托梁，当墙体板、地板和屋面桁架在没有焊接的情况下形成工厂规模的生产。在现场施工中，是一种承载力大、能耗快的墙板群。装配式轻钢结构房屋系统。北新薄板钢结构住宅系统是现代高新技术成果的集合。具有钢材消耗低、抗震性能好、外墙装饰丰富、保温性能好、能源自给等特点。北新集团利用该系统在两个月内建造了一座300m2的小建筑，从设计到交付的费用为每m2为1200～3000元。

2.2多、高层轻钢装配式住宅

远大集团提出了“像汽车一样建造房子”的概念。结构体系主要由主板、立柱和斜支撑组成，如图2所示。特殊钢板混凝土组合楼板由钢梁支撑，形成主板。主板支撑在立柱上。斜支撑支撑在梁和柱之间。斜支撑加强了节点的连接，它还能抵抗水平和垂直荷载的梁和柱框架。支撑部件均采用高强度螺栓连接。此外，“块”的施工方法大大加快了施工速度。

2.3新型分层装配式支撑钢结构体系

对宝业集团开发的一种新型层状复合钢筋结构体系进行了改进和开发，并对其相关性能进行了研究，复合支撑钢结构产业结构体系是一种新型的低层产业结构体系，以柱密度、梁连接、柱梁铰、柱支撑为主的水平力、模块化集成和各种结构形式为特征。

3钢结构———21世纪的绿色建筑

目前，建筑行业每年浪费35%左右的资源，产生大约3亿t建筑垃圾，对环境造成污染，如果不及时处理和利用，将会对社会、环境和资源造成不良影响。建筑行业造成的水污染、空气污染、土壤污染、土地资源占用等问题亟待解决。从“国家战略储备”的角度看，钢铁行业产能过剩矛盾突出。中国的优质铁矿石资源相对稀缺，铁矿石主要依靠进口，并且需求量巨大。从未来国家储备发展的角度出发，必须开始有目的地储备钢铁，而钢结构建筑是最好的方式。提高政府投资建设公共建筑和钢结构的比例，在地震等自然灾害高发地区推广轻钢结构等抗震建筑。统一的标准生产和现场整体装配，可以实现钢结构从现场“施工”到工厂“制造”的转变，实现建筑精度从“cm”到“mm”的转变。减少现场施工引起的质量不可控缺点，提高施工速度，提高施工质量，易于实现建筑业现代化。绿色建筑技术的结合将大大减少建筑对环境的污染，“多、安全、环保、快捷、高效”。装配式钢结构施工具有无现场模板、无现场砌筑、无外部脚手架、无现场焊接、无水泥砂浆抹灰、无钢筋绑扎、无湿作业等优点。

4我国装配式钢结构目前存在的问题及对策

4.1装配式钢结构存在的问题

阻碍我国钢结构产业化的根本原因是:①思想保守落后，指责新钢结构体系和新技术的制度障碍较多，政策法规不健全。国家和财政支持尚未实施，主要钢结构施工项目存在误导，缺乏对钢结构建筑发展战略地位的认识。②高层钢结构产业链不完善，支撑产业滞后于钢结构产业自身的发展，内墙板和外墙板还没有完全解决。③我国标准规范的编制和修订存在严重滞后。我国对钢结构产业发展的要求还不够。工业总装钢结构的设计、加工、生产、安装、施工、竣工验收、维修等标准规范比较落后。由于缺乏规范和规范的基础，新的建筑体系的开发和建设受到了限制。住房和建设部的住房生产是有限的。工业中心正在组织起草工业建筑评价标准，但仍以混凝土结构为主，没有突出钢结构的优势和特点。④缺乏高层钢结构产业装配创新体系和简单快速的装配节点，从而降低钢材消耗，缩短施工周期。⑤国内钢结构多采用焊接结构，螺栓连接少，焊接体积大、焊接难度大、周期长，受区域气候气候影响大，焊接质量难以保证。例如，2010年两座大型钢结构倒塌的主要原因是焊缝质量不合格。⑥工业预制钢结构体系的突出优势在于拥有大量面积在100m以下的办公楼和住宅楼，具有深远意义且具有建设性(包括特许权人)，但没有迅速得到提升，其原因是它没有按要求建造。

4.2实现对策

为实现钢结构房屋从标准化生产到装配施工的过程，需要从建筑形式、结构体系、围护体系等方面来克服装配式钢结构房屋中存在的一些问题，这些问题包括:①没有统一的标准模量体系;②建筑构件标准化水平低，通用性差，预制构件集成度低，并且施工成本不能有效地降低;③现场装配效率低;④预制钢结构房屋的管道、供暖管道系统、厨房和卫生设施不够完善，无法形成完整的装配体系;⑤装配式钢结构的施工技术落后，施工程序不统一，施工验收标准不够完善。

5结论与展望

要实现装配式钢结构住宅的稳定、可持续、健康发展，必须解决四个主要问题:产业化、系统化、标准化和模块化。装配式钢结构产业化是我国建筑业发展的必由之路，它将成为促进我国经济发展的新增长点。装配式钢结构体系易于实现工业化生产和标准化生产，与之配套的墙体材料可采用新型节能环保材料。它是一个绿色环保建筑，可再生和可重复使用，符合可持续发展战略。因此，必须完成装配钢结构体系成套技术的研究成果。它将极大地促进工业化的快速发展，直接影响我国建筑业的发展水平和未来。目前，国内建筑业的生产效率较低，属于劳动密集型产业。装配式钢结构属于高技术、高效率的产业。加快钢结构装配的研究，将促进建筑业向技术密集型产业的转变，促进建材、冶金、机械，特别是钢铁企业的发展。装配式钢结构的发展将促进住宅建筑业的更新换代。装配式钢结构体系需要多年的系统设计、试验研究以及大量的工程实践。与传统建筑相比，钢结构的综合造价没有比较优势，开发量相当小。钢结构的推广应用需要各级政府的支持。希望全国建筑业创新联盟能够走合作研发、产业联盟和共同发展的道路，为国家工业化的发展服务，也希望工人们也能这样做。产业化系统可以为产业的发展提供有益的参考。目前，钢结构在组合钢结构中的进一步推广和应用存在一系列瓶颈。其中最突出的是钢结构住宅模块化与标准化研究的不足。目前，一些多层和高层钢结构在我国的发展不是设计和构建系统的思想，并没有真正充分发挥钢结构适合工业化生产。只有建立一套基本的模数系统，使建筑平面、立面布置、结构构件尺寸、构件的连接、钢结构墙系统遵循尺寸协调统一的原则，才能实现从工厂标准化生产到现场拼装施工的完美过程。

参考文献:

［1］张远田，郁银泉．钢结构住宅建筑体系研究进展［J］．钢结构，2002，17(12):77－78．

［2］林家志．国外钢结构住宅产业化发展及对我国的启示［J］．科技致富向导，2011，19(21):105－106．

［3］孙广秀，马晓蕊，张下琴，等．建造装配式住宅推进住宅建设工业化［J］．住宅科技，2010，31(12):135－136．

［4］远大可建科技有限公司．一种钢结构立柱:202627316U［P］．2012－12－26．

［5］刘希月，王元清，石永久，等．装配式冷弯型钢结构楼盖承载性能的有限元分析［J］．沈阳建筑大学学报(自然科学版)，2013，29(2):226－232．

［6］中华人民共和国建设部．国家建筑钢结构产业”十五”计划和2020年发展规划纲要［S］．

［7］张爱林．北京奥运后对我国现代钢结构科学发展的几点思考［J］．工业建筑，2009，39(S1):60－63．

作者:高闻 王雅超 单位:山东科技大学土木工程与建筑学院